乙醇-水精馏塔课程设计
化工原理课程设计——乙醇跟水精馏
化工原理一、设计题目板式精馏塔的设计二、设计任务:乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计三、工艺条件生产负荷(按每年7200小时计算):6、7、8、9、10、11、12万吨/年进料热状况:自选回流比:自选加热蒸汽:低压蒸汽单板压降:≤0.7Kpa工艺参数组成浓度(乙醇mol%)塔顶78加料板28塔底0.04四、设计内容1.确定精馏装置流程,绘出流程示意图。
2.工艺参数的确定基础数据的查取及估算,工艺过程的物料衡算及热量衡算,理论塔板数,塔板效率,实际塔板数等。
3.主要设备的工艺尺寸计算板间距,塔径,塔高,溢流装置,塔盘布置等。
4.流体力学计算流体力学验算,操作负荷性能图及操作弹性。
5.主要附属设备设计计算及选型塔顶全凝器设计计算:热负荷,载热体用量,选型及流体力学计算。
料液泵设计计算:流程计算及选型。
管径计算。
五、设计结果总汇六、主要符号说明七、参考文献八、图纸要求1、工艺流程图一张(A2 图纸)2、主要设备工艺条件图(A2图纸)目录前言 (4)1概述 (5)1.1 设计目的 (5)1.2 塔设备简介 (6)2设计说明书 (7)2.1 流程简介 (7)2.2 工艺参数选择 (8)3 工艺计算 (10)3.1物料衡算 (10)3.2理论塔板数的计算 (10)3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (10)如表3-1 (10)3.2.2 q线方程 (9)3.2.3 平衡线 (11)3.2.4 回流比 (12)3.2.5 操作线方程 (12)3.2.6 理论板数的计算 (13)3.3 实际塔板数的计算 (13)3.3.1全塔效率ET (13)3.3.2 实际板数NE (14)4塔的结构计算 (15)4.1混合组分的平均物性参数的计算 (15)4.1.1平均分子量的计算 (15)4.1.2 平均密度的计算 (16)4.2塔高的计算 (17)4.3塔径的计算 (17)4.3.1 初步计算塔径 (18)4.3.2 塔径的圆整 (19)4.4塔板结构参数的确定 (19)4.4.1溢流装置的设计 (19)4.4.2塔盘布置(如图4-4) (19)4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (20)4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (21)5 精馏塔的流体力学性能验算 (22)5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (22)5.1.1液沫夹带校核 (22)5.2.2塔板阻力校核 (23)5.2.3溢流液泛条件的校核 (25)5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (25)5.2.5 漏液限校核 (25)5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (26)5.3 塔结构数据汇总 (28)6 塔的总体结构 (30)7 辅助设备的选择 (31)7.1塔顶冷凝器的选择 (31)7.2塔底再沸器的选择 (31)7.3管道设计与选择 (33)7.4 泵的选型 (34)7.5 辅助设备总汇................................................................................................................ .. 34前言化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物,其中大部分是均相混合物。
化工原理 课程设计 精馏塔
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计:精馏塔
一、设计题目
设计一个年产10万吨的乙醇-水溶液精馏塔。
该精馏塔将采用连续多级蒸馏的方式,将乙醇与水进行分离。
乙醇的浓度要求为95%(质量分数),水含量要求低于5%。
二、设计要求
1. 设计参数:
操作压力:常压
进料流量:10万吨/年
进料组成:乙醇40%,水60%(质量分数)
产品要求:乙醇95%,水5%
2. 设计内容:
完成精馏塔的整体设计,包括塔高、塔径、填料类型、进料位置、塔板数、回流比等参数的计算和选择。
同时,还需完成塔内件(如进料口、液体分布器、再沸器等)的设计。
3. 绘图要求:
需要绘制精馏塔的工艺流程图和结构示意图,并标注主要设备参数。
4. 报告要求:
完成设计报告,包括设计计算过程、结果分析、经济性分析等内容。
三、设计步骤
1. 确定设计方案:根据题目要求,选择合适的精馏塔类型(如筛板塔、浮阀塔等),并确定进料位置、塔板数和回流比等参数。
2. 计算塔高和塔径:根据精馏原理和物料性质,计算所需塔高和塔径,以满足分离要求。
3. 选择填料类型:根据物料的特性和分离要求,选择合适的填料类型,以提高传质效率。
4. 设计塔内件:根据塔板数和填料类型,设计合适的进料口、液体分布器、再沸器等塔内件。
5. 进行工艺计算:根据进料组成、产品要求和操作条件,计算每块塔板的温度和组成,以及回流比等参数。
6. 进行经济性分析:根据设计方案和工艺计算结果,分析项目的投资成本和运行成本,评估项目的经济可行性。
乙醇精馏塔化工原理课程设计---分离乙醇-水混合物精馏塔设计
乙醇精馏塔化工原理课程设计---分离乙醇-水混合物精馏塔设计化工原理课程设计分离乙醇-水混合物精馏塔设计学院:化学工程学院专业:学号:姓名:指导教师:时间: 2012年6月13日星期三化工原理课程设计任务书一、设计题目:分离乙醇-水混合物精馏塔设计二、原始数据:a)原料液组成:乙醇 20 % 产品中:乙醇含量≥94% 残液中≤4%b)生产能力:6万吨/年c)操作条件进料状态:自定操作压力:自定加热蒸汽压力:自定冷却水温度:自定三、设计说明书内容:a)概述b)流程的确定与说明c)塔板数的计算(板式塔);或填料层高度计算(填料塔)d) 塔径的计算e)1)塔板结构计算;a 塔板结构尺寸的确定; b塔板的流体力学验算;c塔板的负荷性能图。
2)填料塔流体力学计算;a 压力降;b 喷淋密度计算f)其它(1)热量衡算—冷却水与加热蒸汽消耗量的计算(2)冷凝器与再沸器传热面的计算与选型(板式塔)(3)除沫器设计g)料液泵的选型h)计算结果一览表目录前言 (2)一、概述 (2)二、精馏系统工艺流程的确定 (3)三、物料衡算 (3)四、塔板数计算 (3)1、理论塔板数的确定2、总板效率估计3、计算实际塔板数五、塔板结构的工艺设计 (5)1、初选塔板间距2、塔径计算3、塔板上溢流型式的确定4、塔板布置5、塔板各部分面积和对应气速计算六、塔板流体力学校核 (10)1、板上溢流强度检查2、气体通过塔板的压力降计算3、液面落差校核4、漏液点气速校核5、降液管内液面高度和液体停留时间校核七、塔板负荷性能图 (12)1、负荷性能图的绘制2、塔板结构设计评述八、塔总体结构 (13)1、塔高的计算2、接管3、人孔和手孔九、精馏塔附属设备选型设算 (18)参考资料 (18)附录1、乙醇~水溶液的密度 (18)2、乙醇~水溶液汽液平衡数据(常压) (19)3、乙醇~水蒸汽在沸腾条件下的密度 (20)4、苯、甲苯的密度、表面张力和汽化潜热 (20)5、总传热系数(列管换热器)的大致范围 (20)6、乙醇~水混合物的热焓 (21)摘要精馏是利用物质沸点的不同,多次的进行混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分蒸发的过程,以达到分离的目的。
化工原理课程设计——乙醇——水精馏塔设计(浮阀塔)
化工原理课程设计——乙醇——水精馏塔设计(浮阀塔)化工传质与分离过程课程设计乙醇——水精馏塔设计天津大学目录1 目录 (1)2 设计任务书 (4)3 设计方案的确定及流程说明 (5)3.1 塔的类型选择 (5)3.2 塔板类型的选择 (5)3.3 塔压确定 (5)3.4 进料热状况的选择 (5)3.5 塔釜加热方式的确定 (5)3.6 塔顶冷凝方式 (6)3.7 塔板溢流形式 (6)3.8 塔径的选取 (6)3.9 适宜回流比的选取 (6)3.10 操作流程 (6)4 塔的工艺设计 (7)4.1 精馏塔全塔物料浓度计算: (7)4.2 理论板的计算 (7)4.2.1 最小回流比的计算 (7)4.2.2 理论板数的计算 (8)4.2.3 塔板效率的计算 (13)4.2.3.1 塔顶的温度t D 的计算 (13)4.2.3.2 塔底的温度t W 和总板效率E T 的计算 (14)4.2.4 实际板数的计算 (16)4.2.5 进料温度的计算 (16)4.3 平均参数的计算 (17)4.3.1 全塔物料衡算 (17)4.3.2 平均温度的计算 (17)4.3.3 平均压力的计算 (17)1化工传质与分离过程课程设计乙醇——水精馏塔设计天津大学24.3.4 气液两相平均密度的计算 (18) 4.3.4.1 气液相组成的计算 (18)4.3.4.2 各液相平均密度的计算 (19) 4.3.4.3 平均相对分子量的计算 (20) 4.3.4.4 各气相平均密度的计算 (21) 4.3.5 平均表面张力的计算 (22)4.3.6 气液两相平均体积流率的计算 (25) 4.4 塔径的初步设计 (26)4.4.1 精馏段塔径的计算 (26)4.4.2 提馏段塔径的计算 (27)4.5 塔高的设计计算 (28)5 塔板结构设计 (30)5.1 溢流装置计算 (30)5.2 塔板及浮阀设计 (31)5.2.1 塔板的结构尺寸 (31)5.2.2 浮阀数目及排列 (32)5.2.2.1 精馏段浮阀数目及排列 (32) 5.2.2.2 提馏段浮阀数目及排列 (34) 5.3 塔板流体力学验算 (35)5.3.1 气相通过浮阀塔板的压降 (35) 5.3.1.1 精馏段压降的计算 (35)5.3.1.2 提馏段压降的计算 (36)5.3.2 液泛 (36)5.3.2.1 精馏段液泛计算 (36)5.3.2.2 提馏段液泛计算 (37)5.3.3 雾沫夹带 (37)5.3.4 漏液 (38)6 塔板负荷性能图 (38)6.1 雾沫夹带线 (38)6.2 液泛线 (38)化工传质与分离过程课程设计乙醇——水精馏塔设计天津大学6.3 液相负荷上限线 (39)6.4 漏液线 (39)6.5 液相负荷下限线 (39)6.6 塔板负荷性能图 (40)6.6.1 精馏段塔板负荷性能图 (40)6.6.2 提馏段塔板负荷性能图 (41)7 附属设备设计 (43)7.1 产品冷却器设计选型 (43) 7.2 接管尺寸计算 (44)7.2.1 进料管 (44)7.2.2 塔顶蒸汽出口管 (44)7.2.3 回流液入口管 (45)7.2.4 塔顶出料管 (45)7.2.5 塔底出料管 (46)7.2.6 塔底蒸汽入口管 (46)8 设计结果汇总 (47)8.1 各主要流股物性汇总 (47) 8.2 浮阀塔设计参数汇总 (47) 8.3 产品冷却器设计结果汇总 (48)8.4 接管尺寸汇总 (48)9 设计评述及感悟 (49)10 参考文献 (50)11 附录 (51)附录1 主要符号说明 (51)附录2 乙醇——水系统的气液平衡数据表 (51)附录3 不同温度下乙醇和水的粘度 (52)附录4 不同温度下乙醇和水的密度 (53)附录5 不同温度下乙醇和水的表面张力 (53)12 附图 (53)3化工传质与分离过程课程设计乙醇——水精馏塔设计天津大学2 设计任务书一、设计题目:乙醇——水体系浮阀式精馏塔设计二、设计任务及条件1.进精馏塔料液含乙醇25%(质量分数),其余为水。
乙醇-水精馏塔浮阀塔课程设计
化工原理课程设计乙醇——水混合液精馏塔设计刘入菡应用化学专业应化1104班学号110130106指导教师顾明广摘要本设计为分离乙醇—水混合物,采用筛板式精馏塔。
精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件,实现传质过程的设备。
它是利用混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流,使混合物不断分离,以达到理想的分离效果。
选择精馏方案时因组分的沸点都不高所以选择常压,进料为泡点进料,回流是泡点回流。
塔顶冷凝方式是采用全凝器,塔釜的加热方式是使用再沸器。
精馏过程的计算包括物料衡算,热量衡算,塔板数的确定等。
然后对精馏塔进行设计包括:塔径、塔高、溢流装置。
最后进行流体力学验算、绘制塔板负荷性能图.乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节,是重要的化工单元。
其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低,均影响乙醇生产的产量及品质。
工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇,单不管用何种方法生产乙醇,精馏都是其必不可少的单元操作.浮阀塔具有下列优点:1、生产能力大。
2、操作弹性大。
3、塔板效率高.4、气体压强降及液面落差较小.5、塔的造价低。
浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统,但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统,浮阀塔也能正常操作。
关键词:乙醇水精馏浮阀塔连续精馏塔板设计目录前言 (1)第一章设计任务书 (2)1.1、设计条件 (2)1。
2、设计任务 (2)1。
3、设计内容 (3)第二章设计方案确定及流程说明 (5)第三章塔板的工艺设计 (7)3。
1、全塔物料衡算 (7)3。
2、塔内混合液物性计算 (8)3。
3、适宜回流比 (15)3。
4、溢流装置 (21)3。
5、塔板布置与浮阀数目及排列 (22)3.6、塔板流体力学计算 (25)3。
7、塔板性能负荷图 (29)3。
8、塔高度确定 (33)第四章附属设备设计 (35)4.1、冷凝器的选择 (35)4。
2、再沸器的选择 (36)第五章辅助设备的设计 (38)5。
食品工程原理课程设计乙醇水精馏塔
食品工程原理课程设计乙醇水精馏塔SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#食品工程原理课程设计题目乙醇-水精馏塔的设计课程名称食品工程原理课程设计学号学生姓名所在专业食品科学与工程所在班级指导老师目录任务书乙醇—水精馏搭的设计(一)设计任务1、生产能力:日产(24h)40吨93%乙醇产品。
2、产品要求:塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于%(质量分率)。
3、设备型式:筛板塔(二)操作条件1、精馏塔顶压强:P=1 atm(绝压)2、进料热状况:原料来至上游的粗馏塔,为95-96℃的饱和蒸气R3、回流比:操作回流比R=—min4、加热蒸汽:接蒸汽加热5、单板压降:不大于(三)设计内容1、方案确定流程说明2、塔的工艺计算3、塔和塔板主要工艺尺寸的设计4、辅助设备选型(四)设计成果1、设计说明书一份2、设计图纸,包括流程图,负荷性能图,塔盘布置图,浮阀塔工艺条件图。
一、方案确定流程说明1、生产时日设计要求塔日产40吨93%乙醇,工厂实行三班制,每班工作8小时,每天24小时连续正常工作。
2、选择塔型精馏塔属气—液传质设备。
气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。
该塔设计生产时日要求较大,由板式塔与填料塔比较知:板式塔直径放大时,塔板效率较稳定,且持液量较大,液气比适应范围大,因此本次精馏塔设备选择板式塔。
筛板塔是降液管塔板中结构最简单的,它与泡罩塔相比较具有下列优点:生产能力大10-15%,板效率提高15%左右,而压降可降低30%左右,另外筛板塔结构简单,消耗金属少,塔板的造价可减少40%左右,安装容易,也便于清洗检修。
因此,本设计采用筛板塔比较合适。
3、精馏方式由设计要求知,本精馏塔为连续精馏方式。
4、操作压力常压操作可减少因加压或减压操作所增加的增、减压设备费用和操作费用,提高经济效益, 在条件允许下常采用常压操作,因此本精馏设计选择在常压下操作。
5、加热方式在本物系中,水为难挥发液体,选用直接蒸汽加热,可节省再沸器。
乙醇-水筛板精馏塔设(化工原理课程设计)
〔一〕 设计题目乙醇—水二元物系筛板式精馏塔的设计〔二〕设计条件常压: P=1atm处理量:100kmol/h进料组成:0.45馏出液组成:0.88釜液组成:0.12塔顶设全凝器,泡点回流加料热状况:q=0.98回流比 min )0.21.1(R R -=单板压降 ≤0.7kPa〔三〕设计内容(1)精馏塔塔体工艺设计,包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算(2)绘制带控制点的工艺流程图、精馏塔设计条件图。
(3)撰写精馏塔的设计说明书。
目 录化工原理单元设计任务书 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章 前言 (1)1.1精馏原理及其在工业生产中的应用 (1)1.2精馏操作对塔设备的要求 (1)1.3常用板式塔类型及本设计的选型 ............................................................ 错误!未定义书签。
1.4本设计所选塔的特性 (3)第二章 精馏塔的工艺设计 (5)2.1全塔物料衡算 (5)2.2温度计算 (5)2.3气相组成计算 (6)2.4摩尔组成计算 (8)2.5混合液体外表张力计算 (9)2.6平均相对挥发度的计算 (13)2.7精馏段和提馏段操作线方程 (14)2.8逐板法确定理论板数及进料位置 (14)2.8.1理论板数的计算 (14)2.8.2实际塔板数及加料位置的计算 ..................................................... 错误!未定义书签。
2.9全塔效率的计算 (16)2.9.1粘度计算 (16)2.9.2板效率计算 (17)第三章热量衡算 (18)3.1加热器热负荷及全塔热量衡算 (18)3.2热量衡算 (19)第四章 精馏塔的主要工艺尺寸的计算 (20)4 .1体积流量的计算 (20)4.2塔径的计算 (21)4.3溢流装置的计算 (22)4.3.1堰长W l (22)4.3.2溢流堰高度 ................................................................................................................ 22 4.3.3弓形降液管宽度d W 和截面积f A .. (23)4.3.4降液底隙高度 (23)4.4塔板布置 (24)4.4.1边缘区宽度确定 (24)4.4.2开孔区面积计算 (24)4.4.3筛孔计算及其排列 (25)4.4.4塔有效高度Z〔以精馏段为例 (25)4.4.5总高度计算 (26)第五章精馏塔立体力学计算 (27)5.1塔板压降 (27)5.2液面落差 (28)5.3液沫夹带 (29)5.4漏液 (29)5.5液泛 (30)第六章塔板负荷性能图 (31)6.1漏液线 (31)6.2液沫夹带线 (32)6.3液相负荷下限线 (33)6.4液相负荷上限线 (33)6.5液泛线 (33)结束语 (37)主要符号说明 (39)附录1............................................................................................................... 错误!未定义书签。
水-乙醇精馏塔课程设计
广州大学化学化工学院《化工原理》课程课程设计乙醇-水精馏塔说明书专业:食品科学与工程班级:学生:学号:完成时间:设计指导:设计答疑:评阅:成绩:前言精馏塔是均相混合物分离过程的主要单元设备,精馏过程包括物料的预热、物料的部分冷凝和部分汽化、塔顶蒸汽的冷凝和釜液的汽化。
因此精馏塔的设计除塔体设计计算和结构设计外,还包括预热器、冷凝器和再沸器等附属设备的设计计算。
精馏塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备之一。
化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有利用价值组分的目的。
精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分液化或多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
精馏操作在化工、石油化工或轻工等工业生产中占有重要的地位。
板式精馏塔为逐级接触型气-液传质设备,其种类繁多,根据塔板上气-液接触元件的不同,可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。
其内部设置一定数目的塔板,气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递,气液相组成呈阶梯变化。
本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设置针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等,是较完整的精馏设计过程。
该设计方法被工程技术人员广泛采取。
本设计主要是利用连续浮阀精馏塔将乙醇和水的混合物进行精馏分离。
精馏所进行的是气、液两相之间的传质,而作为气、液两相传质所用的塔设备,首先必须要能使气、液两相得到充分的接触,以达到较高的传质效率。
为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔形的操作特性,对选择、设计和分析分离中的各种参数是非常重要的。
本设计书所涉及的计算及图表尽量采用国际单位制,在设计过程中,严格按照常用数据,化工设备常用材料性能以及化工图例国标规定进行设计,同时查阅了其他关于板式精馏塔设计方面的文献。
大部分的计算都按照《板式精馏塔设计》一书中的公式进行计算,并经过核对与验算,操作上可行,经济上有一定的合理性。
乙醇-水精馏塔课程设计
燕京理工学院Yanching Institute of Technology (2017)届制药工程专业课程设计任务书题目:乙醇——水混合液精馏塔设计学院:化工与材料工程学院专业:制药1301 学号: 130120004 姓名:张世宇指导教师:林贝教研室主任(负责人):林贝2016 年 09月 25 日化工原理课程设计乙醇——水混合液精馏塔设计张世宇制药工程1301班学号130120003指导教师林贝摘要本设计是以乙醇――水混合液为设计物系,以筛板塔为精馏设备分离乙醇和水。
筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备,此设计针对二元物系乙醇--水的精馏问题进行分析,选取,计算,核算,绘图等,是较完整的精馏设计过程。
关键词:乙醇-水精馏筛板塔连续精馏塔板设计目录前言 (1)第1章设计任务书 (2)第2章设计方案的确定及流程说明 (3)第2.1节设计方案的确定 (3)第2.2节设计流程 (5)第3章精馏塔的工艺设计 (6)第3.1节精馏塔的物料衡算 (6)第3.2节理论板的计算 (7)第3.3节平均参数的计算 (11)第3.4节塔径的初步设计 (15)第3.5节塔高的计算 (17)第4章塔板结构设计 (19)第4.1节溢流装置计算 (19)第4.2节塔板及筛板设计 (20)第4.3节塔板流体力学验算 (21)第5章塔板负荷性能图 (24)第5.1节雾沫夹带线 (24)第5.2节液泛线 (24)第5.3节液相负荷上限线 (25)第5.4节漏液线 (25)第5.5节液相负荷下限线 (26)第5.6节塔板负荷性能图 (26)第6章附属设备设计 (27)第6.1节冷凝器 (27)第6.2节再沸器 (28)第7章设计结果汇总 (30)第7.1节各主要流股物性汇总 (30)第7.2节筛板塔设计参数汇总 (30)参考文献 (32)附录 (33)前言1.1精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中,在精馏柱及精馏塔中精馏时,上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计doc
化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔设计.doc化工原理课程设计:乙醇-水精馏塔设计一、设计任务本设计任务是设计一个乙醇-水精馏塔,用于分离乙醇和水混合物。
给定混合物中,乙醇的含量为30%,水含量为70%。
设计要求塔顶分离出95%以上的乙醇,塔底剩余物中水含量不超过5%。
二、设计方案1.确定理论塔板数根据给定的乙醇含量和设计要求,利用简捷计算法计算理论塔板数。
首先确定乙醇的回收率和塔顶产品的浓度,然后根据简捷计算公式计算理论塔板数。
2.塔的总体积和尺寸根据理论塔板数和每块理论板的液相体积流量,计算塔的总体积。
根据总体积和塔内件设计要求,确定塔的外形尺寸。
3.塔内件设计塔内件包括溢流管、进料口、冷凝器、再沸器和出口管等。
溢流管的尺寸和形状应根据塔径和物料性质进行设计。
进料口的位置和尺寸应根据进料流量和进料组成进行设计。
冷凝器和再沸器应根据物料的热力学性质和工艺要求进行设计。
出口管应根据塔径和出口流量进行设计。
4.塔板设计每块塔板的设计包括板上液相和气相的流动通道、堰和降液管等。
根据物料的物理性质和操作条件,确定液相和气相的流动通道尺寸和形状。
堰的高度和形状应根据液相流量和操作条件进行设计。
降液管的设计应保证液相流动顺畅且无滞留区。
5.塔的支撑结构和保温根据塔的外形尺寸和操作条件,设计支撑结构的形状和尺寸。
考虑保温层的设置,以减小热量损失。
三、设计计算1.确定理论塔板数根据简捷计算法,乙醇的回收率为95%,塔顶产品的乙醇浓度为95%。
通过简捷计算公式,得到理论塔板数为13块。
2.塔的总体积和尺寸每块理论板的液相体积流量为0.01m3/min,因此总体积为0.013m3/min。
考虑一定裕度,确定塔的外径为0.6m,高度为10m。
3.塔内件设计溢流管的尺寸为Φ10mm,形状为直管上升式。
进料口的位置位于第3块理论板处,尺寸为Φ20mm。
冷凝器采用列管式换热器,再沸器采用釜式再沸器。
出口管采用标准出口管,直径为Φ20mm。
化工原理课程设计乙醇水混合液精馏塔设计
化工原理课程设计乙醇水混合液精馏塔设计化工原理课程设计乙醇水混合液精馏塔设计一、引言精馏是石油化工、化学工业等领域中非常重要的分离和纯化方法之一。
在工业生产中,乙醇与水混合液的精馏分离技术应用非常广泛。
本文针对乙醇水混合液的精馏塔设计展开探讨。
二、乙醇水混合液的精馏分离原理通常将乙醇水混合液进行精馏时,可以利用其两种组分的沸点差异来实现分离。
在常压下,100克水的沸点为100℃,而100克乙醇的沸点为78.5℃,因此在一定的操作条件下,乙醇可以被分离出来。
三、精馏塔结构及工作原理精馏塔是一种具有特殊内部结构的容器,它可以用来将液体混合物分离成其组分。
精馏塔通常包括塔体、进料口、下塔液口和顶部气体口。
在塔体内部,有许多被称为塔板的“板子”,可以使物质沿着塔的高度进行反复蒸馏和冷凝,以达到分离组分的目的。
四、乙醇水混合液精馏塔设计对于乙醇水混合液的精馏塔设计,主要需要掌握以下几个参数。
4.1 精馏塔塔板数量精馏塔塔板数量对精馏分离效率有着决定性的影响。
一般来说,塔板的数量越多,分离效率越高。
在设计乙醇水混合液精馏塔时,需要根据不同的情况选择适当的塔板数量。
4.2 进料口位置和进料速度进料口位置和进料速度对于精馏分离的效果也有比较大的影响。
在设计乙醇水混合液精馏塔时,需要根据实际情况确定进料口位置和进料速度。
4.3 塔顶气体口和旋流板塔顶气体口和旋流板的设置也是精馏塔设计中必不可少的环节。
旋流板能够使得气体在塔体内形成旋涡,加速液体蒸发,从而提高精馏塔的分离效率。
五、结论乙醇水混合液的精馏塔设计是一项非常重要的工作,直接影响到分离效率和产品质量。
在进行精馏塔设计时,需要对塔板数量、进料口位置和进料速度、塔顶气体口和旋流板等参数进行合理的把握,以达到最佳的分离效果。
食品工程原理课程设计乙醇水精馏塔
食品工程原理课程设计题目乙醇-水精馏塔的设计课程名称食品工程原理课程设计学号学生姓名所在专业食品科学与工程所在班级指导老师目录任务书 (3)一、方案确定流程说明 (4)1、生产时日 (4)2、选择塔型 (4)3、精馏方式 (4)4、操作压力 (4)5、加热方式 (4)6、工艺流程 (4)二、绪论 (4)1塔设备在化工生产中的作用与地位 (4)2塔设备的分类 (5)3板式塔 (5)三、塔的工艺计算 (6)1、查阅文献,整理有关物性数据 (6)2、精馏塔的物料衡算 (7)2.1求q值 (7)2.2塔顶和塔釜温度的确定 (7)2.3回流比和理论塔板的确定 (8)2.4操作方程的确定 (8)2.5板效率及实际塔板数的确定 (8)3、精馏段物性衡算 (8)3、1物料衡算 (8)3、2气液体积流率的计算 (10)4、提馏段物性衡算 (10)4、1物料衡算 (10)4、2气液体积流率的计算 (12)四、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (12)塔径D的计算 (12)塔板详细设计 (13)五、精馏塔的附属设备及选型 (14)1 辅助设备的选型 (14)1.1 直接蒸汽加热 (15)1.2冷凝器 (15)1.3馏出液冷却器 (16)1.4釜液冷却器 (16)2 塔的主要接管尺寸的选取 (17)2.1塔顶蒸气管路 (17)2.2塔顶冷凝水管路 (17)2.3塔顶液相回流管路 (18)2.4加料管路 (18)2.5塔釜残液流出管 (18)2.6冷却水出口管路 (19)2.7塔顶馏出液管路 (19)3输送泵的选取 (19)六、设计结果一览表 (20)七、设计评述 (24)八、精馏塔设备图与流程图 (25)九、主要符号说明与参考资料 (25)1、符号一览表 (25)2、参考文献 (26)任务书乙醇—水精馏搭的设计(一)设计任务1、生产能力:日产(24h)40吨93%乙醇产品。
2、产品要求:塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%(质量分率)。
化工原理课程设计乙醇-水精馏塔设计(完整资料).doc
化⼯原理课程设计⼄醇-⽔精馏塔设计(完整资料).doc【最新整理,下载后即可编辑】⼤连民族学院化⼯原理课程设计说明书题⽬:⼄醇—⽔连续精馏塔的设计设计⼈:1104系别:⽣物⼯程班级:⽣物⼯程121班指导教师:⽼师设计⽇期:2014 年10 ⽉21 ⽇~ 11⽉3⽇温馨提⽰:本设计有⼀⼩部分计算存在错误,但步骤应该没问题化⼯原理课程设计任务书⼀、设计题⽬⼄醇—⽔精馏塔的设计。
⼆、设计任务及操作条件1.进精馏塔的料液含⼄醇30%(质量),其余为⽔。
2.产品的⼄醇含量不得低于92.5%(质量)。
3.残液中⼄醇含量不得⾼于0.1%(质量)。
4.处理量为17500t/a,年⽣产时间为7200h。
5.操作条件(1)精馏塔顶端压强4kPa(表压)。
(2)进料热状态泡点进料。
(3)回流⽐R=2Rmin(4)加热蒸汽低压蒸汽。
(5)单板压降≯0.7kPa。
三、设备型式设备型式为筛板塔。
四、⼚址⼚址为⼤连地区。
五、设计内容1.设计⽅案的确定及流程说明2.塔的⼯艺计算3.塔和塔板主要⼯艺尺⼨的设计(1)塔⾼、塔径及塔板结构尺⼨的确定。
(2)塔板的流体⼒学验算。
(3)塔板的负荷性能图。
4.设计结果概要或设计⼀览表5.辅助设备选型与计算6.⽣产⼯艺流程图及精馏塔的⼯艺条件图7.对本设计的评述或有关问题的分析讨论⽬录前⾔ (1)第⼀章概述 (1)1.1塔型选择 (1)1.2操作压强选择 (2)1.3进料热状态选择 (2)1.4加热⽅式 (2)1.5回流⽐的选择 (2)1.6精馏流程的确定 (3)第⼆章主要基础数据 (3)2.1⽔和⼄醇的物理性质 (3)2.2常压下⼄醇—⽔的⽓液平衡数据 (4)2.3 A,B,C—Antoine常数 (5)第三章设计计算 (5)3.1塔的物料衡算 (5)3.1.1 料液及塔顶、塔底产品含⼄醇摩尔分率 (5) 3.1.2 平均分⼦量 (5)3.1.3 物料衡算 (5)3.2塔板数的确定 (6)3.2.1 理论塔板数N的求取 (6)T的求取 (7)3.2.2 全塔效率ET3.2.3 实际塔板数N (7)3.3塔的⼯艺条件及物性数据计算 (7)(7)3.3.1操作压强Pm3.3.2温度t(7)m(8)3.3.3平均摩尔质量Mm3.3.4平均密度ρ(8)m(9)3.3.5液体表⾯张⼒σm(10)3.3.6液体粘度µLm3.4⽓液负荷计算 (10)3.5塔和塔板主要⼯艺尺⼨计算 (11) 3.5.1塔径D (11)3.5.2溢流装置 (12)3.5.3塔板布置 (14)3.5.4筛孔数n与开孔率φ (15)3.5.5塔有效⾼度Z (15)3.5.6塔⾼计算 (15)3.6筛板的流体⼒学验算 (16)3.6.1⽓体通过筛板压强降的液柱⾼度h (16)p的验算 (17)3.6.2雾沫夹带量eV3.6.3漏液的验算 (17)3.6.4液泛的验算 (17)3.7塔板负荷性能图 (18)3.7.1雾沫夹带线(1) (18)3.7.2液泛线(2) (19)3.7.3液相负荷上限线(3) (20)3.7.4漏液线(⽓相负荷下限线)(4) (20)3.7.5液相负荷下限线(5) (20)3.8筛板塔的⼯艺设计计算结果总表 (21)3.9精馏塔附属设备选型与计算 (23)3.9.1冷凝器计算 (23)3.9.2预热器计算 (23)3.9.3各接管尺⼨计算 (24)第四章设计评述与⼼得 (25)4.1设计中存在的问题及分析 (25)4.2设计⼼得 (25)参考⽂献 (27)前⾔化⼯⽣产中所处理的原料中间产品⼏乎都是由若⼲组分组成的混合物,其中⼤部分是均相混合物。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计乙醇和水的分离是化工过程中常见的一种操作,常用的分离方法是通过精馏塔进行分离。
精馏塔是一种经过精心设计的设备,利用液体的沸点差异进行分离。
下面是一个关于乙醇水分离的精馏塔设计的详细说明。
1.目标首先需要明确设计的目标。
在这种情况下,目标是将乙醇和水分离,获得所需浓度的乙醇产品。
这可以通过在精馏塔中提供适当的温度和压力条件来实现。
2.塔的类型根据操作需求,可以选择合适的塔类型。
在这种情况下,可以选择常见的塔类型,如板塔或填料塔。
两种类型都可以用于乙醇和水的精馏,但填料塔通常更适合操作,因为它们具有更大的表面积,有助于有效的质量传递。
3.塔的结构精馏塔的结构由塔底、塔体和塔顶组成。
塔底通常用于收集底部的饱和液和不纯物质,塔体用于分离乙醇和水的混合物,而塔顶用于收集纯净的乙醇产品。
4.塔的操作条件乙醇和水有相对较小的沸点差,因此在精馏过程中,必须要提供适当的操作条件来分离它们。
操作条件的选择将取决于所需的乙醇纯度和回收率。
一般来说,塔的顶部温度应低于乙醇的沸点,而底部温度应高于水的沸点。
5.冷却系统精馏塔需要一个冷却系统来控制温度。
这可以通过在塔顶安装冷凝器来实现。
冷凝器将气体中的乙醇蒸汽冷却成液体,并从塔顶收集纯净的乙醇产品。
6.反应器为了增加乙醇的产率,可以在塔底添加一个反应器。
在反应器中,可以将一部分乙醇和水反应生成乙醇化合物,从而增加乙醇的回收率。
这可以通过在塔底加热和加压来控制反应。
7.控制系统精馏塔的操作需要一个有效的控制系统来实现所需纯度和回收率。
这可以通过监测塔内的温度和压力,并对冷却器和加热器进行控制来实现。
8.安全防护由于精馏过程可能涉及高温和高压操作,必须采取适当的安全措施。
这包括使用安全阀和压力传感器来确保塔的安全操作。
此外,还需要对精馏塔进行定期检查和维护,以确保其在运行中的安全性。
总结:乙醇和水的精馏塔设计需要仔细考虑多个因素,包括操作条件、塔的结构和冷却系统。
乙醇-水体系板精馏塔计算化工原理课程设计
符号说明A p ——塔板鼓泡区面积,m2; A f ——降液管截面积,m2;A0——筛孔面积,m2; A T——塔截面积,m2;C ——负荷系数,无因次; C20——20dyn/cm时的负荷系数,无因次C f——泛点负荷系数,无因次; C p——比热,kJ/kg&S226;K;d0 ——筛孔直径,m; D ——塔径,m;D ——塔顶产品流量,kmol/h或kg/h;e V——雾沫夹带量,kg(液)/kg(气) ;E ——液流收缩系数,无因次 E T——总板效率或全塔效率,无因次;F ——原料流量,kmol/h或kg/h;g ——重力加速度,m/s2; h d——干板压降,m;h d——液体通过降液管的压降,m;ht ——气相通过塔板的压降,m; h f——板上鼓泡层高度,m;hl ——板上液层的有效阻力,m; h L——板上液层高度,m;h0——降液管底隙高度,m; h0w——堰上液层高度,m;hp ——与单板压降相当的液柱高度,m; h W ——溢流堰高度,m;hσ——与克服表面张力的压强降相当的液柱高度,m;H d——降液管内清液层高度,m; H T——塔板间距,m;I ——物质的焓,kJ/kg; K ——稳定系数,无因次;l——堰长,m; L S——塔内液体流量,m3/s;wM ——分子量; n ——筛孔总数;N T ——理论板数; N ——实际板数;P ——操作压强,Pa;ΔP——单板压强,Pa;ΔP p——通过一层塔板的压强降,Pa/层; Q ——热负荷,kJ/h;q ——进料热状况参数,无因次; Q B——再沸器热负荷,kJ/h;Q C——全凝器热负荷,kJ/h; Q L ——热负荷损失,kJ/h;r ——汽化潜热,kJ/kg; R ——气体常数,8314J/kmol&S226;K;R ——回流比,无因次 t ——温度,℃或K;t ——孔心距,m; T ——温度,℃或K;T S ——塔顶温度,℃或K; T`S——回流液温度,℃或K;u ——空塔气速,m/s; U max——极限空塔气速,m/s;U a——按板上层液上方有效流通面积计的气速,m/s;u0——筛孔气速,m/s; u0M——漏液点气速,m/s;u′o ——降液管底隙处液体流速,m/s;V ——精馏段上升蒸气量,kmol/h; V h ——塔内气相流量,m3/h;V s ——塔内气相流量,m3/s; V′——提馏段上升蒸气量,kmol/h;W ——釜残液流量,kmol/h或kg/h W h ——加热蒸气量,kg/h;W c ——边缘区宽度,m; W d ——弓形降液管的宽度,m;W S——破沫区宽度,m; x ——液相组成,摩尔分率;y ——气相组成,摩尔分率; Z ——塔的有效高度,m。
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燕京理工学院Yanching Institute of Technology (2017)届制药工程专业课程设计任务书题目:乙醇——水混合液精馏塔设计学院:化工与材料工程学院专业:制药1301学号: 4 姓名:张世宇指导教师:林贝教研室主任(负责人):林贝2016 年09月25 日化工原理课程设计乙醇——水混合液精馏塔设计张世宇制药工程1301班学号3指导教师林贝摘要本设计是以乙醇――水混合液为设计物系,以筛板塔为精馏设备分离乙醇和水。
筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备,此设计针对二元物系乙醇--水的精馏问题进行分析,选取,计算,核算,绘图等,是较完整的精馏设计过程。
关键词:乙醇-水精馏筛板塔连续精馏塔板设计目录前言 (1)第1章设计任务书 (2)第2章设计方案的确定及流程说明 (4)第节设计方案的确定 (4)第节设计流程 (6)第3章精馏塔的工艺设计 (8)第节精馏塔的物料衡算 (8)第节理论板的计算 (9)第节平均参数的计算 (16)第节塔径的初步设计 (21)第节塔高的计算 (24)第4章塔板结构设计 (26)第节溢流装置计算 (26)第节塔板及筛板设计 (27)第节塔板流体力学验算 (29)第5章塔板负荷性能图 (32)第节雾沫夹带线 (32)第节液泛线 (33)第节液相负荷上限线 (34)第节漏液线 (34)第节液相负荷下限线 (34)第节塔板负荷性能图 (35)第6章附属设备设计 (35)第6.1节冷凝器 (35)第节再沸器 (37)第7章设计结果汇总 (39)第节各主要流股物性汇总 (39)第节筛板塔设计参数汇总 (39)参考文献 (42)附录 (43)前言精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中,在精馏柱及精馏塔中精馏时,上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。
对理想液态混合物精馏时,最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质,而残液是沸点高的A物质,精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热区,温度最高;塔顶温度最低。
精馏结果,塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分,纯高沸点组分则留在塔底。
精馏塔对塔设备的要求精馏设备所用的设备及其相互联系,总称为精馏装置,其核心为精馏塔。
常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类,通称塔设备,和其他传质过程一样,精馏塔对塔设备的要求大致如下:一:生产能力大:即单位塔截面大的气液相流率,不会产生液泛等不正常流动。
二:效率高:气液两相在塔内保持充分的密切接触,具有较高的塔板效率或传质效率。
三:流体阻力小:流体通过塔设备时阻力降小,可以节省动力费用,在减压操作是时,易于达到所要求的真空度。
四:有一定的操作弹性:当气液相流率有一定波动时,两相均能维持正常的流动,而且不会使效率发生较大的变化。
五:结构简单,造价低,安装检修方便。
六:能满足某些工艺的特性:腐蚀性,热敏性,起泡性等。
第1章设计任务书1.设计题目:乙醇——水混合液精馏塔设计2.设计任务及条件生产能力:年处理量3万吨乙醇.。
进精馏塔料液含乙醇34%(质量分数)。
料液初温:45℃塔顶产品乙醇含量93%(质量分数)。
残液中乙醇含量不得高于%(质量分数)。
每年实际生产天数:300天(24小时,一年中有两个月检修)设备型式:筛板塔操作条件:精馏塔顶压力4kPa(表压)进料状况泡点进料回流比R/R min =单板压降加热蒸汽压力(表压)厂址:廊坊地区3.设计内容及要求设计方案的确定及流程说明精馏塔的工艺计算(包括物料衡算、理论塔板数、回流比、总板效率、平均参数、塔高、塔径设计等)塔板结构设计及流体力学验算塔板负荷性能图的绘制附属设备的设计(包括产品冷却器和接管选型)设计结果汇总(包括主要设备尺寸及衡算结果等)附图:图解理论板,塔板负荷性能图,生产工艺流程图(2号图)。
第2章设计方案的确定及流程说明第节设计方案的确定塔的类型选择本设计任务为分离乙醇—水混合物。
对二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。
板式塔的空塔速度较高,因而生产能力较大,塔板效率稳定,操作弹性大,且造价低,检修、清洗方便,因而在工业上应用较为广泛。
因考虑到设计、制造及生产技术的成熟稳定性,所以决定采用板式塔进行精馏操作。
塔板类型的选择板式塔的类型有许多,例如泡罩塔、浮阀塔、筛板塔,筛板塔结构简单,造价低廉,板效率高。
所以使用筛板塔。
塔压确定工业精馏可在常压、加压或减压下进行。
确定操作压力主要是根据处理物料的性质、技术上的可行性和经济上的合理性来考虑的。
一般来说,常压精馏最为简单经济,可减少因加压或减压操作所增加的增、减压设备费用和操作费用,提高经济效益。
若无特殊要求,应尽量在常压下操作。
加压精馏可提高平衡温度,有利于塔顶蒸汽冷凝热的利用,或可以使用较便宜的冷却剂,减少冷凝和冷却费用。
在相同的塔径下,适当提高塔的操作压力还可以提高塔的处理能力。
减压精馏可以防止某些易分解组分在精馏过程之中受热分解。
乙醇——水混合液在操作温度下非常稳定,在综合平衡操作可行性及设备、操作费用各因素之后,确定采用塔顶压力为+4)kPa 进行操作。
加料方式加料方式有两种:高位槽加料和泵直接加热。
采用高位槽加料,通过控制液位高度,可以得到稳定的流量和流速。
通过重力加料,可以节省一笔动力费用。
但由于多了高位槽,建设费用相应增加;采用泵加热,进料受到泵的影响,流量不太稳定,流速液忽大忽小,从而影响了传质效率,但结构简单、安装方便,而且泵还具有以下优点:满足工艺上对流量和能量的要求;结构简单,投资费用低;运行可靠,效率高,日常维护费用低;能适用被输送流体的特性,如腐蚀性、粘性、可燃性等。
因此,从实际考虑,使用泵直接加料更为合理,而本设计采用的就是泵直接加料。
进料热状况的选择工业上均采用接近泡点的液体进料或泡点进料,这样可以保证进料温度不受季节、气温变化和前道工序波动的影响,塔的操作也比较容易控制。
因此本设计采用泡点进料。
塔釜加热方式的确定蒸馏塔塔釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热,设置再沸器。
但本设计案例具有其特殊性,塔底产物接近于纯水,而且在实际生产中直接蒸汽加热有更高的热效率。
结合设计任务要求,确定其塔釜加热方式为蒸汽直接加热。
塔顶冷凝方式泡点回流易于控制,设计和控制时比较方便,而且可以节约能源。
塔板溢流形式U 形流的液体流径比较长,可以提高板效率,其板面利用率也高,但是液面落差大,只适用于小塔及液体流量小的场合。
单溢流的液体流径较长,塔板效率较高,塔板结构简单,加工方便,在直径小于的塔中被广泛使用。
双溢流的优点是液体流动的路程短,可降低液面落差,但塔板结构复杂,板面利用率低,一般用于直径大于2m 的塔中。
阶梯式双溢流的塔板结构最为复杂,只适用于塔径很大、液流量很大的特殊场合。
通过对本例中的液体流量、塔径等进行初步估计,确定选用单溢流塔板。
塔径的选取板式塔的塔径依据流量公式计算,在设计时,一般依据严重液沫夹带时的极限空塔气速来决定。
在估算出塔径后,还应按塔径系列标准进行圆整,并进行流体力学验算。
精馏段和提馏段的汽液负荷及物性是不同的,故设计时两段的塔径应该分别计算,若二者相差不大,应取较大者作为塔径;若二者相差较大,应采用变径塔。
适宜回流比的选取适宜的回流比应该通过经济核算来确定,即操作费用和设备折旧费用之和为最低时的回流比为最适宜的回流比。
确定回流比的方法为:先求出最小回流比R min,根据经验取实际操作回流比为最小回流比的倍。
乙醇——水混合物系属易分离物系,最小回流比较小,结合此设计任务要求,操作回流比取最小回流比的倍。
第节设计流程首先,乙醇和水的原料混合物进入原料罐,在里面停留一定的时间之后,通过泵进入原料预热器,在原料预热器中加热到泡点温度,然后,原料从进料口进入到精馏塔中。
因为被加热到泡点,混合物中既有气相混合物,又有液相混合物,这时候原料混合物就分开了,气相混合物在精馏塔中上升,而液相混合物在精馏塔中下降。
气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中,这些气相混合物被降温到泡点,其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中,停留一定的时间然后进入乙醇的储罐,而其中的气态部分重新回到精馏塔中,这个过程就叫做回流。
液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中,一部分进入再沸器,在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。
塔里的混合物不断重复前面所说的过程,而进料口不断有新鲜原料的加入。
最终,完成乙醇和水的分离。
本设计乙醇——水混合液经原料预热器加热,进料状况为汽液混合物q=1 送入精馏塔,塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,一部分入塔回流,其余经塔顶产品冷却器冷却后,送至储罐,塔釜采用直接蒸汽加热,塔底产品冷却后,送入贮罐。
第3章 精馏塔的工艺设计第节 精馏塔的物料衡算原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率原料液组成x F塔顶组成x D塔底组成x W原料液及塔顶、塔底的平均摩尔质量0.167746.07(10.1677)18.0222.724F M =⨯+-⨯=0.838646.07(10.8386)18.0241.543D M =⨯+-⨯= 0.002046.07(10.0020)18.0218.076W M =⨯+-⨯=0.3446.070.16770.3446.070.6818.02Fx ==+0.9346.070.83860.9346.070.0718.02D x ==+0.00546.070.00200.00546.070.99518.02Wx ==+全塔物料衡算全塔物料衡算 W D F += 轻组分乙醇物料衡算WD F Wx Dx Fx =+所以将总物料衡算与乙醇物料衡算联立并带入数据=+183.359D W⨯=+183.3590.16770.0020.8386W D 解得 =36.317D =147.042W第节 理论板的计算最小回流比的计算根据×105Pa下乙醇——水的气液平衡组成可绘出平衡曲线,即x-y曲线图。
已知乙醇——水为非理想物系,其平衡曲线有下凹部分,当操作线与q 线的交点尚未落到平衡线上之前,操作线已经与平衡线相切,对应的回流比为最小的回流比。
最小回流比的求法是由点(,)向平衡线的下凹部分作切线,该线与q 线的交点坐标为(=0.1677q x =0.5082q y )。
0.1=q ,0.1677q F x x ==,0.8386D x =∂⨯===+∂-+-⨯5.12820.16770.50821(1)1(5.12821)0.1677q x y x故最小回流比为 --===--min0.83860.50820.97030.50820.1677D q q q x y R y x 操作回流比为 ==⨯=min 2.0 2.00.9703 1.9406R R 精馏段操作线方程为:=+=+⨯=+++++1 1.940610.83860.65990.285211 1.94061 1.94061D R y x x x x R R 精馏段操作线过(,D D x x )提馏段操作线过(,W W x x ),q 线方程为:0.1677F x x ==精馏段操作线方程,提馏段操作线方程和q 线方程交于同一点,所以联立精馏段操作线方程和q 线方程解出交点为(,),又有提馏段操作线过(,),即=+=+0.39590.16770.00200.0020a b a b解得==-2.37720.0028a b解得提馏段操作线方程为:=-2.37720.0028y x理论板数的计算已知精馏段操作线方程为=+0.65990.2852y x==10.8386D y x1110.83860.5033(1) 5.1282(5.12821)0.8386y x y αα∴===----⨯∴=⨯+=20.65990.50330.28520.6173y2220.61730.2393(1) 5.1282(5.12821)0.6173y x y αα∴===----⨯以此类推:30.13430.1677F x x =≤= 提馏段操作线方程=-2.37720.0028y x4 2.37720.13430.00280.3165y ∴=⨯-=4440.31650.0828(1) 5.1282(5.12821)0.3165y x y αα∴===----⨯以此类推:90.00140.0020W x x =≤=理论塔板数为9块,其中第3块为进料板,精馏段的理论塔板数为3块。